髙嶋 礼詩

白亜紀中期の9410～9385万年前には，現在に匹敵する急速な二酸化炭素濃度の増加による“超温暖化事件”が起こった．本研究は，この時期に堆積した地層の堆積物の化学組成，微化石群集，化石の殻の安定同位体組成などを高解像度で解析することにより，当時の陸域，浅海～深海のそれぞれ異なる環境でどのように気候・環境・生態系が変化したかを高解像度で解析する「極限温暖期の全環境復元」を行っている．

・近年，大気中の二酸化炭素濃度の増加による地球温暖化とそれに伴う環境変動について盛んに議論がなされているが，未だ温暖化によって各地域が受ける影響については明らかになっていない． ・白亜紀中期の9300万年前には，現在に匹敵する急激な大気中二酸化炭素濃度の増加と温暖化が発生し，その結果，海洋表層は酸性化し，海洋中～深層は無酸素化した． ・このイベントは海洋無酸素事変と呼ばれ，およそ80万年間持続し，海洋生物の大量絶滅を引き起こした． ・本研究では，太平洋とその沿岸地域における海洋無酸素事変発生時の古環境，古気候変動と，それに伴う生物相の変化を詳細に解明し，将来の地球温暖化が引き起こす環境・生態系への影響を予測することを目的とする． ・白亜紀当時の北西，北東太平洋とその沿岸の陸上で堆積した地層は，現在，日本の北海道中央部と北米カリフォルニア北部地域に広く露出しており，それぞれ，蝦夷層群，グレートバレー層群と名付けられている． ・本研究では，蝦夷層群とグレートバレー層群を対象に野外調査を実施し，海洋無酸素事変が発生したときに堆積した地層から高解像度（2～3千年の分解能）で堆積岩試料や化石試料を採集する． ・採集した堆積岩に含まれる各種微化石群集の解析，有機物の炭素同位体比の測定，堆積物の堆積構造，硫黄，鉄，各種微量元素の含有量，オスミウム同位体比の測定を行う．上記の検討により，海洋無酸素事変の詳細な発生期間と，発生期間内における海洋表層～深層の水温，栄養塩濃度，溶存酸素量の変化を推定することが可能となる． ・陸成層から産出する植物化石については，葉の気孔密度を測定する．葉の気孔密度は大気中二酸化炭素濃度によって変化することから，当時の大気中二酸化炭素濃度の変化を推定することが可能である． ・以上の結果を統合し，海洋無酸素事変発生時において，二酸化炭素濃度の変化に伴って，気温，海洋の各深度の水温や環境，生物相がどのように変遷したのかを明らかにする． ・これらの結果を踏まえ，現在の地球において，二酸化炭素濃度の増加は，今後，日本を含む北太平洋とその周辺地域の環境にどのような変化が起こりうるかを予測する． ・さらに，どれくらいの二酸化炭素濃度（何ppm）が海洋無酸素事変のような急激な環境変化を引き起こす閾値になるのかを明らかにし，二酸化炭素排出量制限の数値目標に関する提言を行っていきたい． ・現在までのところ，北海道の蝦夷層群の海洋無酸素事変層準において野外調査を実施済みで，およそ1000試料の堆積岩試料を採取し，微化石の群集解析，有機物の炭素同位体比，有機炭素，硫黄，鉄の含有量の測定を終了している．また，オスミウム同位体比については，イギリスのDurham大学のSelby博士と共同で測定を開始している． ・各種微化石分析，有機炭素，硫黄，鉄，微量元素組成については

本研究費により，白亜系の模式地であるフランス南東部のボコンチアン堆積物と北海道の蝦夷層群との年代を浮遊性有孔虫化石層序と植物化石の炭素同位体比変動曲線を併用することにより高解像度で対比することが可能となった．